Kioxia, 7 Hücreli üç boyutlu NAND Teknolojisi Geliştirdi

Samuag

New member
NAND flash bellek üreticileri, tarih boyunca hücre başına depolanan bit sayısını artırarak son kullanıcıya ulaşan SSD‘lerin depolama yoğunluğunu artırmaya çalıştılar. Bu kapasiteyi artırmanın en sıkıntı yolu olsa da, maliyet açısından şirketlerin en hayli istediği şey. Kioxia üzere şirketler ise bir hücrede depolayabilecekleri bit sayısıyla ilgili daima deney yapıyor. Bu yıl Kioxia, laboratuvarda ve düşük sıcaklıklarda olsa bile hücre başına yedi bit (7 bit-per-cell) depolama kapasitesine eriştiğini duyurdu.

Birden çok biti depolamak için NAND hücresinin birden çok farklı voltaj düzeyi tutması gerekiyor. Öte yandan NAND üreticilerinin hücreler için uygun materyalleri bulması kaide. Ayrıyeten yongalar tüm dataları yanlışsız biçimde kaydetmeli ve olağan olarak tekrar okuma yapmamız gerek. Yani bu süreç pek meşakkatli.

Voltaj durumlarının sayısı da bit sayısı ile katlanarak artıyor. Örneğin, dört bit depolamak için hücrenin 16 voltaj seviyesi (2^4) tutması gerekli, lakin altı bit ile bu sayı 64’e (2^6) çıkıyor. Sonuç olarak Kioxia’nın hücre başına yedi bit depolamak için 128 voltaj durumunu (2^7) yakalaması gerekli.

Kioxia, muvaffakiyetini anlatan makaleyi International Memory Workshop 2022 (IMW 2022) ile sundu. Bellek üreticisi, hücre başına yedi bit depolamak için epitaksiyel büyüme kullanılarak oluşturulmuş tek kristal silikon kanalı kullanmak zorunda kaldı. Tek kristal silikon, polikristal silikondan daha düşük elektrik direncine sahip, bu da bilgilerin tutulmasını kolaylaştırıyor. Ayrıyeten tek kristal silikon içeren hücre transistörlerinin eşik altı eğimi daha dik (geleneksel transistörlere kıyasla) iken, kaçak akım paratzitlenmesi daha düşük.

Laboratuvarda özel transistörler oluşturmakla iş bitmiyor. Ultra ağır NAND yongalar tasarlamak için araştırmacıların 128 voltaj durumunu işlemeye uygun, kodlama şemasına sahip özel bir denetimci geliştirmesi gerekiyor.

Western Digital, PLC üç boyutlu NAND’ın (hücre başına 5 bit) 2025 yılından daha sonra kıymet kazanacağına inanıyor. Lakin Kioxia şimdiden hücre başına yedi bit depolamanın fizikî olarak mümkün olduğunu gösterdi. Hatta şirket, hücre başına sekiz bit bilgi tutmak için araştırmaları sürdürüyor.